第二章孟德爾遺傳

1、第二章孟德爾遺傳定律 第一節(jié) 孟德爾的實(shí)驗(yàn)材料和方 法 一、孟德爾的實(shí)驗(yàn)材料一、孟德爾的實(shí)驗(yàn)材料 孟德爾選用的實(shí)驗(yàn)材料是豌豆，豌豆是很好的實(shí)孟德爾選用的實(shí)驗(yàn)材料是豌豆，豌豆是很好的實(shí) 驗(yàn)材料，因?yàn)椋候?yàn)材料，因?yàn)椋?1.1.豌豆是自花授粉植物，而且為閉花授粉。豌豆是自花授粉植物，而且為閉花授粉。 2.2.豌豆具有穩(wěn)定的可以區(qū)分的性狀。豌豆具有穩(wěn)定的可以區(qū)分的性狀。 3.3.豌豆花器各部分結(jié)構(gòu)較大，便于操作，易于控豌豆花器各部分結(jié)構(gòu)較大，便于操作，易于控 制。制。 4.4.豌豆豆莢成熟后籽粒都留在豆莢中，不會脫落。豌豆豆莢成熟后籽粒都留在豆莢中，不會脫落。 5.5.豌豆生育期短，易于栽培，管理方便

2、。豌豆生育期短，易于栽培，管理方便。 第二節(jié) 分離定律 有關(guān)雜交的常用概念：有關(guān)雜交的常用概念： 1.性狀性狀（character）：）： 生物體所表現(xiàn)的形態(tài)特征和生理特征。生物體所表現(xiàn)的形態(tài)特征和生理特征。 2.單位性狀單位性狀(unit character)：把植株所表現(xiàn)的性狀總體區(qū)分為各：把植株所表現(xiàn)的性狀總體區(qū)分為各 個單位作為研究對象，這樣區(qū)分開來的性狀稱為單位性狀。個單位作為研究對象，這樣區(qū)分開來的性狀稱為單位性狀。 3.相對性狀相對性狀(contrasting character)：同一單位性狀的相對差異：同一單位性狀的相對差異 稱為相對性狀。稱為相對性狀。 4.顯性性狀顯性性狀

3、：相對性狀中，在：相對性狀中，在F1代表現(xiàn)出來的相對性狀。代表現(xiàn)出來的相對性狀。 5.隱性性狀隱性性狀：在：在F1中未表現(xiàn)出來的相對性狀。中未表現(xiàn)出來的相對性狀。 6.正交和反交正交和反交(reciprocal cross，互交，互交)：它們是一對相對概念 ，用甲乙兩種具有不同遺傳特性的親本雜交時，如以甲作母本 ，乙作父本的雜交為正交，則以乙作母本，甲作父本的雜交為 反交。兩者合起來就叫互交。 7.自交自交(self-cross)：雌雄同體的生物，同一個體上的雌雄交配 ，一般用于植物。 8.回交回交(back cross)：子一代與親本之一相交配的一種雜交方法 。 9.測交測交(test cr

4、oss)：讓雜種子一代與隱性純合類型交配，用來 測定雜種F1遺傳型的方法。 常用雜交概念示意圖常用雜交概念示意圖 1 1 種皮的顏色種皮的顏色（灰色和白色，（灰色和白色， 與此相聯(lián)系的是花的顏色：紅色與此相聯(lián)系的是花的顏色：紅色 和白色）和白色） 2 2 子葉的顏色子葉的顏色（即種子的顏色（即種子的顏色 ，黃色和綠色），黃色和綠色） 3 3 種子的形狀種子的形狀（圓形和皺形）（圓形和皺形） 4 4 豆莢的顏色豆莢的顏色（綠色和黃色）（綠色和黃色） 5 5 豆莢的形狀豆莢的形狀（飽滿和縊縮）（飽滿和縊縮） 6 6 莖的高度莖的高度（高的（高的2 2米左右和米左右和 矮的不到矮的不到0.50.5米

5、）米） 7 7 花的著生位置花的著生位置（腋生和頂生（腋生和頂生 ） 共同特點(diǎn)：共同特點(diǎn)： F1所有個體的性狀表現(xiàn)都是一致的，都只表現(xiàn)一 個親本的性狀，而另一個親本的性狀隱藏未表現(xiàn)。 把表現(xiàn)出來的性狀稱為顯性性狀；未表現(xiàn)出來的 稱為隱性性狀。 F2有兩種性狀表現(xiàn)類型的植株，一種表現(xiàn)為顯性 性狀，另一種表現(xiàn)為隱性性狀；并且表現(xiàn)顯性性 狀的植株數(shù)與隱性性狀個體數(shù)之比接近3:1。 隱性性狀在F1中并沒有消失，只是被掩蓋了，在F2 代顯性性狀和隱性性狀都會表現(xiàn)出來。 二、分離現(xiàn)象的解釋分離現(xiàn)象的解釋 孟德爾提出孟德爾提出遺傳因子遺傳因子假說：假說： 生物的每一個性狀是獨(dú)立遺傳的； 相對性狀由相對遺傳因

6、子控制； 遺傳因子在體細(xì)胞內(nèi)成對存在，其中一個來自父 本，一個來自母本。在形成生殖細(xì)胞時，每對遺 傳因子相互分開，分別進(jìn)入生殖細(xì)胞。因此，遺 傳因子在配子中成單存在。 不同配子結(jié)合所形成的后代是雜種，但相對的遺 傳因子在雜種中并不融合，各自保持它們的獨(dú)立 性； 雜種產(chǎn)生不同配子在數(shù)量上是相等的，而且這些 配子相互結(jié)合機(jī)會相等。 假設(shè)假設(shè) 1.控制高桿性狀為顯性的控制高桿性狀為顯性的高桿高桿基因基因 ，用，用T表示。表示。 2.控制矮桿性狀為隱性的矮桿控制矮桿性狀為隱性的矮桿基基 因因，用，用t表示。表示。 3.遺傳因子在體細(xì)胞內(nèi)是成對的，遺傳因子在體細(xì)胞內(nèi)是成對的， 高桿親本應(yīng)具有一對高桿親本

7、應(yīng)具有一對高桿高桿因子因子TT, 矮桿矮桿 親本應(yīng)具有一對矮桿因子親本應(yīng)具有一對矮桿因子tt。 4.遺傳因子在配子中是單個的，配遺傳因子在配子中是單個的，配 子只含有成對的遺傳因子中的一個，因子只含有成對的遺傳因子中的一個，因 此高桿親本的配子中只有一個遺傳因子此高桿親本的配子中只有一個遺傳因子 T，矮桿親本的配子中只有一個遺傳因，矮桿親本的配子中只有一個遺傳因 子子t。 高桿高桿TT矮桿矮桿tt T Tt t 高桿高桿TTTT T T T t t tt 矮桿矮桿 Tt 高桿高桿 Tt 高桿高桿 TT 高桿高桿 3/4高桿：高桿：1/4矮桿矮桿 遺傳因子在雜種后代分離（遺傳因子在雜種后代分離（

8、F1F1），并可通過受精再），并可通過受精再 組合（組合（F2 F2 ） 3.當(dāng)顯性遺傳因子和隱性遺傳因子同時存在時，隱當(dāng)顯性遺傳因子和隱性遺傳因子同時存在時，隱 性遺傳因子就不發(fā)生作用，比如體內(nèi)含有性遺傳因子就不發(fā)生作用，比如體內(nèi)含有TtTt時，它時，它 表現(xiàn)的性狀和體內(nèi)含有表現(xiàn)的性狀和體內(nèi)含有TTTT的個體一樣為高桿。的個體一樣為高桿。 孟德爾提出的孟德爾提出的遺傳因子遺傳因子，后來在，后來在1909年被稱為年被稱為基因基因。 等位基因等位基因：同源染色體上占據(jù)相同座位的兩個不同：同源染色體上占據(jù)相同座位的兩個不同 形式的基因。形式的基因。 顯性基因顯性基因：雜合狀態(tài)下能表現(xiàn)其表型效應(yīng)的基

9、因，：雜合狀態(tài)下能表現(xiàn)其表型效應(yīng)的基因， 一般用大寫字母或一般用大寫字母或 + + 表示。表示。 隱性基因隱性基因：雜合狀態(tài)下不表現(xiàn)其表型效應(yīng)的基因，：雜合狀態(tài)下不表現(xiàn)其表型效應(yīng)的基因， 一般用小寫字母表示。一般用小寫字母表示。 三、分離定律的驗(yàn)證 （一）測交法 測交：即是把被測基因型的個體與相應(yīng)的隱形純合 體進(jìn)行雜交。 測交的作用：測交的作用： 如果用被測基因型的個體（F1）與隱性個體(隱性純 合體)雜交，后代的表現(xiàn)型類型和比例就反映了被 測基因型的個體（F1）配子的種類和比例，事實(shí) 上也反映(測驗(yàn))了被測基因型的個體（F1）的基 因型。 （二）自交法 自交法：即是讓F2植株自交產(chǎn)生F3株系

10、，然后根據(jù)F3 的性狀表現(xiàn)來驗(yàn)證F2的基因型。 例如，用C代表紅花基因，c代表白花基因，用開紅 花植株與開白花植株雜交，F(xiàn)1代開紅花，F(xiàn)2代植 株出現(xiàn)3紅花：1白花。 孟德爾的設(shè)想：孟德爾的設(shè)想： （1） F2代中開白花的植株， F3代應(yīng)該不會再分離， 只產(chǎn)生白花植株； （2） F2代中開紅花紅花的植株，2/3應(yīng)該是Cc雜合體， 1/3應(yīng)該是CCCC純合體，前者2/3的植株在 F3代應(yīng)再 分離出3/4的紅花紅花植株和1/4的白花植株，而后者 1/3的植株在F3代不再分離，全部為紅色紅色植株。 F2自交結(jié)果證明根據(jù)分離規(guī)律對自交結(jié)果證明根據(jù)分離規(guī)律對F2代基因型的推測是正確的。代基因型的推測是正

11、確的。 F1 其它其它6對性狀自交實(shí)驗(yàn)的觀察結(jié)果，同樣也證實(shí)孟德爾對性狀自交實(shí)驗(yàn)的觀察結(jié)果，同樣也證實(shí)孟德爾 的推論。的推論。 四、顯隱性的相對性 （一）完全顯性（一）完全顯性（complete dominance） F1所表現(xiàn)的性狀和親本之一完全一樣，而非中間型 或同時表現(xiàn)雙親的性狀。 （二）不完全顯性（二）不完全顯性（incomplete dominance）： F1 表現(xiàn)雙親性狀的中間型。如：紫茉莉花色的遺傳如：紫茉莉花色的遺傳 如：豌豆性狀的遺傳 豌豆性狀基因型顯性表現(xiàn) 種子形態(tài) RR Rr 圓粒 rr 皺粒 完全顯性 淀粉粒形態(tài) RR 球形或 卵圓形 Rr 二者兼有 Rr 多角形 等

12、顯性 （四）顯性轉(zhuǎn)換 即是顯隱性的關(guān)系也與其環(huán)境有關(guān)。 例例: 1: 1）牛、綿羊角的遺傳）牛、綿羊角的遺傳 HH Hh hhHH Hh hh 有角有角 有角有角 無角無角 有角有角 無角無角 無角無角 2 2）人類禿頂?shù)倪z傳：由）人類禿頂?shù)倪z傳：由B B決定，男性決定，男性BBBB，BbBb為為 禿頂，女性只有禿頂，女性只有BBBB才禿頂。才禿頂。 正常水肥條件正常水肥條件 水肥條件很差水肥條件很差 雜種在所處的外界環(huán)境條件變化很大時，會發(fā)生顯雜種在所處的外界環(huán)境條件變化很大時，會發(fā)生顯 、隱性向相反方向轉(zhuǎn)化，如高莖豌豆和矮莖豌豆、隱性向相反方向轉(zhuǎn)化，如高莖豌豆和矮莖豌豆 第三節(jié)自由組合定律

13、 一、兩對相對性狀的雜交后代的分離 豌豆的兩對相對性狀： 子葉顏色：黃色子葉(Y)對綠色子葉(y)為顯性； 種子形狀：圓粒(R)對皺粒(r)為顯性。 總數(shù)總數(shù) 556 F2代出現(xiàn)新的代出現(xiàn)新的 重組型個體重組型個體,說說 明兩對性狀遺明兩對性狀遺 傳是自由組合傳是自由組合 的的 這表明：子葉顏色和籽粒形狀彼此獨(dú)立地傳遞給子代這表明：子葉顏色和籽粒形狀彼此獨(dú)立地傳遞給子代 ，兩對相對性狀在從，兩對相對性狀在從F1傳遞給傳遞給F2時，是隨機(jī)組合的。時，是隨機(jī)組合的。 P 親本配子親本配子 F F1 1 F1F1配子配子 實(shí)現(xiàn)9:3:3:1分離比的條件 除了和實(shí)現(xiàn)3:1條件相同外，還有兩點(diǎn)： 各對等

14、位基因必須是位于不同對的染色體上，即 是各對基因必須是獨(dú)立的，而不是連鎖的； 各對等位基因之間不存在個類型的相互作用。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果： F2 F3 38株(1/16)YYRR全部為黃圓 35株(1/16)yyRR全部為綠圓 28株(1/16)YYrr全部為黃皺 30株(1/16)yyrr全部為綠皺 65株(2/16)YyRR全部為圓粒,子葉顏色分離3黃:1綠 68株(2/16)Yyrr全部為皺粒,子葉顏色分離3黃:1綠 60株(2/16)YYRr全部為黃色,3圓:1皺(分離) 67株(2/16)yyRr全部為綠色,3圓:1皺(分離) 138株(4/16)YyRr分離9黃圓:3黃皺:3綠圓

15、:1綠皺 不分離不分離 F1（ YyRrCc ）所產(chǎn)生的配子和）所產(chǎn)生的配子和 F2代基因型代基因型種類和比例的計算種類和比例的計算. 加第三加第三 對基因?qū)?后如何后如何 變化？變化？ F2代表現(xiàn)型的種類和比例代表現(xiàn)型的種類和比例 加第三加第三 對基因?qū)?后又如后又如 何變化何變化 ？ 分析結(jié)果：分析結(jié)果：F2將產(chǎn)生將產(chǎn)生64種基因組合，種基因組合，27種基因型，種基因型，8種表現(xiàn)型種表現(xiàn)型 。 雜種雜合雜種雜合 顯性完全顯性完全 F1形成的形成的 F2基因基因 F1產(chǎn)生產(chǎn)生 的雌的雌 F2純合純合 F2雜合雜合 F2表現(xiàn)表現(xiàn) 基因?qū)?shù)基因?qū)?shù) 時時F2表現(xiàn)表現(xiàn) 不同配子不同配子 型

16、的種型的種 雄配子雄配子 的可的可 基因型基因型 基因型基因型 型分離型分離 型的種類型的種類 的種類的種類 類類 能組合能組合 數(shù)數(shù) 的種類的種類 的種類的種類 比例比例 1 2 2 3 4 2 1 3:1 2 4 4 9 16 4 5 (3:1)2 3 8 8 27 64 8 19 (3:1)3 n 2n 2n 3n 4n 2n 3n-2n (3:1)n 雜種雜合基因?qū)?shù)與雜種雜合基因?qū)?shù)與F2表現(xiàn)型和基因型種類的關(guān)系表現(xiàn)型和基因型種類的關(guān)系 一因多效一因多效一個基因影響多種性狀的表現(xiàn)。 五、基因互作五、基因互作 如：豌豆花色基因如：豌豆花色基因C/c實(shí)際實(shí)際 上是與植株色素形成相關(guān)上是與

17、植株色素形成相關(guān) 的一系列生長反應(yīng)相關(guān)，的一系列生長反應(yīng)相關(guān)， 同時還控制種皮顏色同時還控制種皮顏色(C-灰灰 色種皮，色種皮，c-淡色種皮淡色種皮)、葉、葉 腋色斑腋色斑(C-有黑斑，有黑斑，c-無黑無黑 斑斑)。 多因一效多因一效多個基因共同影響一種性狀的 表現(xiàn)。 例如，玉米糊粉層的顏色受例如，玉米糊粉層的顏色受7對基因控制對基因控制 A1/a1 花青素的有無；花青素的有無； A2/a2 色素是否形成；色素是否形成； C/c 糊粉層的顏色有無；糊粉層的顏色有無； R/r 糊粉層和植株顏色有無。糊粉層和植株顏色有無。 上述基因均為顯性時：上述基因均為顯性時： Pr紫色；紫色；pr紅色紅色 在

18、香豌豆中有兩個白花品在香豌豆中有兩個白花品 種，二者雜交的種，二者雜交的F1F1開紫花，開紫花，F(xiàn)1F1 植株自交，其植株自交，其F2F2群體分離為群體分離為 9/169/16紫花紫花7/167/16白花。白花。 用用C C和和P P分別代表紫花分別代表紫花 所涉及的兩個顯性基因所涉及的兩個顯性基因 。 就可以確定雜交親本就可以確定雜交親本F1F1和和F2F2 各種類型的基因型。各種類型的基因型。 南瓜有不同的果形，南瓜有不同的果形， 圓球形對扁盤形為隱性圓球形對扁盤形為隱性 ，長圓形對圓球形為隱，長圓形對圓球形為隱 性。如果用兩種不同基性。如果用兩種不同基 因型的圓球形品種雜交因型的圓球形品種雜交 ，F(xiàn)1產(chǎn)生扁盤形，產(chǎn)生扁盤形， F2出出 現(xiàn)三種果形：現(xiàn)三種果形：